功能材料填充雙芯光子晶體光纖的傳導(dǎo)特性研究.pdf

1、與傳統(tǒng)光纖相比光子晶體光纖具有諸多的優(yōu)良特性，尤其是利用填充方式將新型功能材料與光子晶體光纖結(jié)合的手段，更是擴展了它在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。雙芯光子晶體光纖繼承了普通光子晶體光纖的眾多特點，同時在耦合、波分復(fù)用、偏振分離等領(lǐng)域有著自己獨特的優(yōu)勢。
　　 本研究來源于國家973計劃項目“基于微結(jié)構(gòu)光纖的新型功能器件、異質(zhì)兼容結(jié)構(gòu)與光電子集成”和國家自然科學(xué)基金項目“基于光子晶體光纖的克爾腔孤子的動力學(xué)特性與應(yīng)用研究”中的內(nèi)容，利用填

2、充的方式將雙芯光子晶體光纖與功能材料結(jié)合起來，重點對其自身的傳導(dǎo)、耦合特性以及溫度傳感特性展開了理論和實驗研究。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果包括：⑴對功能材料填充的雙芯光子晶體光纖傳輸和耦合特性進(jìn)行了研究。利用有限元法進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)在填充不同折射率物質(zhì)的情況下，該雙芯光子晶體光纖的耦合長度存在極小值，而且該耦合長度極小值的大小和波長位置都與填充物質(zhì)折射率成單調(diào)的關(guān)系，如果對該纖填充溫敏的折射率物質(zhì)，就可以實現(xiàn)對該耦合長度極值點的溫度調(diào)控。⑵

3、理論和實驗研究了功能材料填充雙芯光子晶體光纖的溫度響應(yīng)特性。理論上發(fā)現(xiàn)，奇偶模式群折射率差存在零點，可以在特定波長區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高靈敏度的溫度傳感。實驗上實現(xiàn)了多種不同折射率的功能材料填充的雙芯光子晶體光纖，并對其溫度特性進(jìn)行了測試。⑶理論設(shè)計了多種選擇性填充的雙芯光子晶體光纖，利用有限元法對其雙芯和填充的高折射率柱內(nèi)的模式耦合過程進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)特定波長范圍內(nèi)，這些填充后的雙芯光子晶體光纖存在多處的避免相交現(xiàn)象，同時在避免相交發(fā)生的位置，纖